PLC磨床改造設(shè)計(jì)

1、M7120型平面磨床電控系統(tǒng)分析與改造M7120型平面磨床電控系統(tǒng)分析與改造1 引言在注重改變零部件外部幾何形態(tài)和機(jī)械性能的制造工業(yè)和通過(guò)各種變化將原材料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品為目的的過(guò)程工業(yè)中，通過(guò)大量的開關(guān)量順序控制，按外部邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系控制連鎖保護(hù)動(dòng)作，及大量離散量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集。傳統(tǒng)意義上，生產(chǎn)廠家都是通過(guò)氣動(dòng)和電氣控制來(lái)實(shí)現(xiàn)這些順序控制及數(shù)據(jù)采集功能的。隨著產(chǎn)品機(jī)型的更新?lián)Q代，車間生產(chǎn)線對(duì)應(yīng)的加工對(duì)象也隨之發(fā)生改變，這就需要改變控制程序，使生產(chǎn)線的機(jī)械制造設(shè)備按照新的工藝要求進(jìn)行加工，而傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)是固定接線式控制器，很難適應(yīng)隨時(shí)更新生產(chǎn)工藝要求。較大型自動(dòng)生產(chǎn)

2、線的控制系統(tǒng)使用了過(guò)多的繼電器，這種觸點(diǎn)式電器工作頻率較低，在頻繁動(dòng)作的生產(chǎn)情況下壽命較短，從而容易引發(fā)系統(tǒng)故障，大大降低生產(chǎn)運(yùn)行的可靠性?，F(xiàn)代生產(chǎn)工藝中，PLC的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題。PLC在數(shù)字運(yùn)算能力、處理模擬數(shù)據(jù)量能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)連接能力等方面較大幅度的提高了生產(chǎn)要求，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在很多生產(chǎn)運(yùn)行應(yīng)用中取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于主導(dǎo)地位的DCS系統(tǒng)。1.1國(guó)內(nèi)外平面磨床的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)第23屆日本國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)是繼德國(guó)漢諾威、美國(guó)芝加哥之后的一個(gè)大型國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)，此次展覽會(huì)主題定義為“Mono-Zukuri in-novation”（制造業(yè)的創(chuàng)新）。此次展會(huì)展現(xiàn)出，

3、平面磨床現(xiàn)今已不再局限于平面的磨削，已延拓到了表面的磨削，成形磨削方式大行其道，得到了制造商和用戶的大力推崇、開發(fā)及認(rèn)可，磨削精度也越來(lái)越高。當(dāng)今隨著科技的高速發(fā)展高精度、超精度成形磨床應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，其機(jī)構(gòu)布置形式以高剛性、T字布置為主。立柱全移動(dòng)式布局和工作臺(tái)固定式布局，突破了傳統(tǒng)的工作臺(tái)移動(dòng)形式，實(shí)現(xiàn)了平磨布局形式的一大創(chuàng)新。未來(lái)平面磨床的發(fā)展將更加注重創(chuàng)新的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、配合數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和普及，各平磨生產(chǎn)廠也積極推廣數(shù)控系統(tǒng)的二次開發(fā)應(yīng)用。并與數(shù)控系統(tǒng)開發(fā)商共同開發(fā)出具有自己特色的數(shù)控系統(tǒng)，符合平磨行業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)上，利于打造自己的品牌，同時(shí)開發(fā)適應(yīng)自身機(jī)床的工作

4、控制程序。2、實(shí)現(xiàn)超精度平磨，垂直、橫向最小進(jìn)給量0.1µm的超精度機(jī)床在國(guó)際上已相當(dāng)普遍，日本0.01µm的超精度平磨也已投入實(shí)際使用，如長(zhǎng)瀨公司超精平磨用于成形磨削導(dǎo)光板，亦可以進(jìn)行超精密非球面、平面、以及成形加工，精度可達(dá)0.4µm/1500mm。在一定條件下磨削鋁、銅材料時(shí)，最高磨削精度可達(dá)0.0010.01µm（1nm10nm）。3、實(shí)現(xiàn)復(fù)合化（成套成線產(chǎn)品）的加工生產(chǎn)，兩臺(tái)及兩臺(tái)以上機(jī)床根據(jù)零件加工工藝路線及工廠布置，將幾臺(tái)甚至幾十臺(tái)機(jī)床聯(lián)合，利用輸送線形成某一零件或某類零件加工線（FMS），或集成磨削、測(cè)量等多種不同的工藝過(guò)程。利用復(fù)合生產(chǎn)

5、線，可以大大降低生產(chǎn)成本，還可以滿足全球倡導(dǎo)的環(huán)保生產(chǎn)理念，同時(shí)復(fù)合生產(chǎn)線還可將加工過(guò)程中各機(jī)床的諸多優(yōu)越性能和完善特點(diǎn)進(jìn)行有效整合，提供用戶全套的工藝解決方案。提供成套成線產(chǎn)品、提供生產(chǎn)線專用配套產(chǎn)品將是磨床發(fā)展的又一大趨勢(shì)。4、實(shí)現(xiàn)專機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)，為滿足用戶特殊零件的加工要求，生產(chǎn)特定的磨床日益為用戶所接受。5、磨床技術(shù)上加強(qiáng)創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新是技術(shù)進(jìn)步的源泉，各著名生產(chǎn)廠都注重技術(shù)創(chuàng)新。靜壓導(dǎo)軌、靜壓軸承的應(yīng)用，直線電機(jī)、直線導(dǎo)軌的應(yīng)用等都為平面磨床的發(fā)展提供了豐富的精密的功能部件，使機(jī)床的結(jié)構(gòu)、精度、功能等可根據(jù)實(shí)際需求有機(jī)結(jié)合在一起，為用戶提供高精度高規(guī)格的產(chǎn)品。功能部件因機(jī)床的布局變化

6、而發(fā)展，功能部件因機(jī)床的發(fā)展而齊全。如MAEGERLE公司的MMS系列平磨，結(jié)構(gòu)采用小巧的龍門式。6、生產(chǎn)中注重環(huán)保、注重細(xì)節(jié)，在磨削機(jī)床的設(shè)計(jì)中更加注意環(huán)保，防止油、冷卻液、磨屑的污染。在細(xì)節(jié)方面應(yīng)更加人性化，操作簡(jiǎn)易，省時(shí)省力并減少誤操作率，降低噪音，防止冷卻液飛濺等等。1.2目前PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀目前我國(guó)應(yīng)用的PLC控制系統(tǒng)中，I/O 64點(diǎn)以下PLC銷售份額占整個(gè)PLC的銷售額度的47%。在我國(guó)應(yīng)用的PLC控制系統(tǒng)，幾乎涵蓋了世界所有的PLC品牌，但從行業(yè)規(guī)范上劃分，又有各自的勢(shì)力范圍。一般大中型控制系統(tǒng)中采用歐美PLC的居多，小型控制系統(tǒng)、機(jī)床、設(shè)備單體自動(dòng)化及OEM產(chǎn)品采用日

7、本PLC的居多。歐美PLC在網(wǎng)絡(luò)連接和軟件兼容方面具有優(yōu)勢(shì)，而日本PLC在靈活性和成本價(jià)位方面占優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)的PLC供應(yīng)渠道，主要有制造商、分銷商、系統(tǒng)集成商、OEM用戶、最終用戶。其中，大部分PLC是通過(guò)分銷商和系統(tǒng)集成商到達(dá)最終用戶的。1.3 M7120型平面磨床中PLC應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)1、控制操作界面更加友好可編程邏輯控制器（PLC）制造商紛紛通過(guò)收購(gòu)或聯(lián)合軟件制作企業(yè)、或軟件發(fā)展產(chǎn)業(yè)，較大的提高了其軟件制作水平，多數(shù)PLC品牌擁有與之相匹配的軟件開發(fā)平臺(tái)和組態(tài)軟件程序，軟件和硬件的兼容結(jié)合，大大提高了控制系統(tǒng)的性能，同時(shí)，為用戶軟件的再次開發(fā)和常規(guī)維護(hù)降低了成本，使之更易形成人機(jī)友好的

8、控制系統(tǒng)，目前，PLC、網(wǎng)絡(luò)、IPC、CRT四位一體的控制模式被廣泛應(yīng)用。（工控機(jī)：英文簡(jiǎn)稱IPC，全稱Industrial Personal Computer。工控機(jī)通俗的說(shuō)就是專門為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。工控機(jī)有以下幾大特點(diǎn)：1：機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，擁有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。2：機(jī)箱內(nèi)有專用底板，底板上有PCI和ISA插槽。3：機(jī)箱內(nèi)有專門電源，電源擁有較強(qiáng)的抗干擾能力。）2、 網(wǎng)絡(luò)兼容通訊效能大大加強(qiáng)PLC制造商在原來(lái)CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)上，逐漸增加了多種通訊接口，而且提供與之對(duì)應(yīng)的完整通訊網(wǎng)絡(luò)。由于近年來(lái)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開放性操

9、作要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也隨之高速發(fā)展。3、 開放性和互操作性深度發(fā)展PLC在發(fā)展過(guò)程中，各PLC制造商為了實(shí)現(xiàn)技術(shù)壟斷和擴(kuò)大市場(chǎng)，處于妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)階段，各自開發(fā)自己的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致相互間兼容性差，這給用戶使用帶來(lái)很大的不便，并增加了系統(tǒng)維護(hù)成本。開放性是發(fā)展的必然趨勢(shì)，這一狀況已被各PLC制造商所認(rèn)知，形成了長(zhǎng)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的局面，并且這一過(guò)程還在繼續(xù)。開放的過(guò)程，主要反映在以下幾個(gè)方面：（1） IEC形成了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)包含8種標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)人士說(shuō)，多種標(biāo)準(zhǔn)就是沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，但這畢竟是一個(gè)經(jīng)過(guò)激烈的爭(zhēng)論與妥協(xié)后的成果。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)推出后，各制造商為了快速適應(yīng)這些標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)運(yùn)行，積

10、極開發(fā)研究與之相對(duì)應(yīng)的新產(chǎn)品。（2） IEC制定了基于Windows的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3，它規(guī)定了指令表（IL）、梯形圖（LD）、順序功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）五種編程語(yǔ)言。（3） OPC基金會(huì)推出了OPC（OLE for Process Control）標(biāo)準(zhǔn)，這進(jìn)一步增強(qiáng)了軟件與硬件之間的互操作性，通過(guò)OPC一致性測(cè)試的產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)方便的和無(wú)縫隙數(shù)據(jù)交換。（4） PLC的功能進(jìn)一步增強(qiáng)，通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推

11、出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。（5） 工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展對(duì)PLC有重要影響。在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，PLC的地位還是無(wú)出其右。即使受金融危機(jī)的沖擊，自2009年后市場(chǎng)規(guī)模略有萎縮，但其發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，即使危機(jī)當(dāng)?shù)溃姸郟LC廠商依然看好PLC的發(fā)展前景，不斷加大投入。2 M7120型平面磨床的型號(hào)含義與基本概述2.1機(jī)床的型號(hào)含義M7120M：磨床（機(jī)床）；7：平面（工作表面）；1：臥軸柜臺(tái)式；20：工作臺(tái)工作面寬200mm2.2基本概述M7120平面磨床共有四臺(tái)電動(dòng)機(jī)，為砂輪電動(dòng)機(jī)、砂輪升降電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)。砂輪電動(dòng)機(jī)（提

12、供砂輪動(dòng)力）用來(lái)直接帶動(dòng)砂輪旋轉(zhuǎn)，對(duì)工件進(jìn)行磨削加工，在M7120型平面磨床中，砂輪的速度一般不要求調(diào)動(dòng)，所以通常采用籠型異步電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)，這是平面磨床的主運(yùn)動(dòng)；砂輪升降電動(dòng)機(jī)使砂輪在立柱導(dǎo)軌上作垂直運(yùn)動(dòng)，用以調(diào)整砂輪與工件的位置間距。工作臺(tái)和砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是靠液壓泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行液壓傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，液壓傳動(dòng)相對(duì)比較平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)整，換向平穩(wěn)。M7120型平面磨床工作臺(tái)的往返運(yùn)動(dòng)采用液壓傳動(dòng)，能保證加工精度。由液壓電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，經(jīng)液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)冷卻泵供給砂輪和磨削工件冷卻液，同時(shí)利用冷卻液帶走磨削下來(lái)的鐵屑，防止磨削污染，保證磨削環(huán)境。3 M7120型平面

13、磨床的主要結(jié)構(gòu)及功能3.1 M7120型平面磨床的結(jié)構(gòu)示意 M7120型平面磨床的基本結(jié)構(gòu)如圖所示：它由1床身、2工作臺(tái)、3電磁吸盤、4砂輪箱、5砂輪箱橫向移動(dòng)手輪、6滑座、7立柱、8工作臺(tái)換向撞塊、9工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng)換向手柄、10活塞桿、11砂輪箱垂直進(jìn)刀手輪 圖3-1 M7120 平面磨床的結(jié)構(gòu)示意圖3.2 M7120型平面磨床的主要結(jié)構(gòu)及作用 1、砂輪架安裝砂輪并帶動(dòng)砂輪作高速旋轉(zhuǎn)，砂輪架可沿滑座的燕尾導(dǎo)軌作手動(dòng)或液動(dòng)的橫向間隙運(yùn)動(dòng)。 2、滑座安裝砂輪架并帶動(dòng)砂輪架沿立柱導(dǎo)軌作上下垂直運(yùn)動(dòng)。 3、立柱支承滑座及砂輪架。 4、工作臺(tái)安裝工件并由液壓系統(tǒng)帶動(dòng)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，有效工作面積為630

14、×200（工作臺(tái)工作面寬）毫米。工作面及中央T型槽側(cè)面經(jīng)過(guò)精細(xì)的磨削，其精度和光潔度較高，是安裝工件或夾具的重要基面，應(yīng)小心使用和加以保護(hù)。 5、床身支承工作臺(tái)、安裝其它結(jié)構(gòu)部件，用以安裝立柱、工作臺(tái)、液壓系統(tǒng)、電氣元件和其它操作結(jié)構(gòu)。 6、冷卻液系統(tǒng)向磨削區(qū)提供冷卻液（皂化油）。 7、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)其組成有： （1）動(dòng)力元件為油泵，供給液壓傳動(dòng)系統(tǒng)壓力油； （2）執(zhí)行元件為油缸，帶動(dòng)工作臺(tái)等部件運(yùn)動(dòng)； （3）控制元件為各種閥，控制壓力、速度、方向等； （4）輔助元件如油箱、壓力表等。液壓傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)相比具有傳動(dòng)平穩(wěn)，擁有過(guò)載保護(hù)，可以在較大范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)。4 M7120型平

15、面磨床傳統(tǒng)控制與PLC控制的比較4.1 傳統(tǒng)繼電器接觸器控制的優(yōu)缺點(diǎn)4.1.1 傳統(tǒng)控制中的優(yōu)點(diǎn)1、能滿足電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作要求（起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)等）。2、各電氣元件可按一定的順序準(zhǔn)確動(dòng)作，抗干擾性強(qiáng)，不易發(fā)生誤動(dòng)作。3、設(shè)有安全保護(hù)電路，在電路發(fā)生故障時(shí)能實(shí)現(xiàn)保護(hù)，防止事故擴(kuò)大化。4、可采用自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，維護(hù)和操作方便。5、線路短，結(jié)構(gòu)易懂，故障率低，經(jīng)濟(jì)性好。4.1.2 傳統(tǒng)控制中的缺點(diǎn) 傳統(tǒng)繼電器-接觸器電氣控制系統(tǒng)存在線路復(fù)雜，故障診斷和排除困難。M7120型平面磨床是一種中型磨床，能夠用來(lái)完成外圓、孔、平面以及齒輪、螺紋等成形表面的精加工，也可以磨削各種切削刀具。目前采用傳統(tǒng)的

16、繼電器控制的普通車床在中小型企業(yè)仍在使用，由于繼電器系統(tǒng)接線復(fù)雜，故障診斷與排除困難。主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：1.觸點(diǎn)易被電弧燒壞而導(dǎo)致接觸不良；2.機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的觸點(diǎn)控制反映速度慢；3.繼電器的控制功能被固定在線路中，存在功能單一、靈活性差等缺點(diǎn)，從而影響正常生產(chǎn)運(yùn)行。4.需要的元器件較多?？刂葡到y(tǒng)體積大，耗電量大。4.2 PLC電氣控制的特點(diǎn)PLC電氣控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，它的抗干擾能力比較突出，可以用在比較惡劣的工作環(huán)境中。主要有以下幾大特點(diǎn)：1.實(shí)時(shí)性由于控制器產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)是基于控制為前提，信號(hào)處理時(shí)間短，速度快?；谛盘?hào)處理和程序運(yùn)行的速度，PLC經(jīng)常用于處理工業(yè)控制裝置的安全聯(lián)鎖保護(hù)。

17、更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制項(xiàng)目。2.高可靠性所有的I/O輸入輸出信號(hào)均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與控制器內(nèi)部電路之間電氣上隔離。各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。各模塊均采用屏蔽措施，以防止噪聲干擾。采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。對(duì)采用的元器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。大型控制器還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)電源模塊冗余、IO模塊冗余，使可靠性更進(jìn)一步提高。3.系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單靈活控制器 產(chǎn)品種類繁多，規(guī)模可分大、中、小等。I/O卡件種類豐富

18、，可根據(jù)自控工程實(shí)現(xiàn)功能要求不同，而進(jìn)行不同的配置。滿足控制工程需要前提下，I/O卡件可靈活組合。 4.豐富的I/O卡件控制器針對(duì)不同的工業(yè)自控工程的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等,有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。5.控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型控制器以外，絕大多數(shù)控制器均采用模塊化結(jié)構(gòu)?？刂破鞯母鱾€(gè)部件，包括C

19、PU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。6.價(jià)格優(yōu)勢(shì)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高。7.安裝簡(jiǎn)單，維修方便可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。4.3 傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制與PLC控制的區(qū)別傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)，是由輸入設(shè)備（按鈕、開關(guān)等）、控制線路（由各類繼電器、接觸器、導(dǎo)線連接而成，執(zhí)行某種邏輯功能的線路）和

20、輸出設(shè)備（接觸器線圈、指示燈等）三部分組成。這是一種由物理器件連接而成的控制系統(tǒng)。 PLC的梯形圖雖與繼電接觸器控制電路相類似，但其控制元器件和工作方式是不一樣的，主要區(qū)別有以下幾個(gè)方面。1、元器件不同 接觸器控制電路是由各種硬件低壓電器組成，而PLC梯形圖中輸入繼電器、輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等軟繼電器是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不是真實(shí)的硬件繼電器。2、方式不同 電接觸器控制電路工作時(shí)，電路中硬件繼電器都處于受控狀態(tài)，凡符合條件吸合的硬件繼電器都同時(shí)處于吸合狀態(tài)，受各種約束條件不應(yīng)吸合的硬件繼電器都同時(shí)出在斷開狀態(tài)。PLC梯形圖中軟件繼電器都處于周期性循環(huán)掃描工作狀態(tài)，受同一條件制約的

21、各個(gè)軟繼電器的動(dòng)作順序取決于程序掃描順.3、點(diǎn)數(shù)量的不同 硬件繼電器的觸電數(shù)量有限，一般只有4-8對(duì)，PLC梯形圖中軟件繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量在編程時(shí)可無(wú)限制使用，可常開又可常閉。4、制電路實(shí)施方式不同 繼電接觸器控制電路是通過(guò)各種硬件繼電器之間接線來(lái)實(shí)施，控制功能固定，當(dāng)要修改控制功能時(shí)，必修重新接線。PLC控制電路由軟件編程來(lái)實(shí)施，可以靈活變化和在線修改。5 M7120型平面磨床的電氣控制原理及電氣原理圖5.1 M7120型平面磨床的電氣控制原理M7120型平面磨床的工作原理是，當(dāng)電源電壓通入磨床后，線路無(wú)故障時(shí)，欠壓繼電器動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)KA閉合，為KM1、KM2接觸器吸合做好準(zhǔn)備，當(dāng)按下SB

22、1按鈕后，接觸器KM1的線圈得電吸合，液壓泵電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，由于接觸器KM1的吸合，自鎖點(diǎn)自鎖使M1電動(dòng)機(jī)在松開按鈕后繼續(xù)運(yùn)行，如工作完畢按下停止按鈕，KM1失電釋放，M1便停止運(yùn)行。如需砂輪電動(dòng)機(jī)以及冷卻泵電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，按下按鈕SB3后，接觸器KM2便得電吸合，此時(shí)砂輪機(jī)和冷卻泵電動(dòng)機(jī)可同時(shí)工作，正向運(yùn)轉(zhuǎn)。停車時(shí)只需按下停止按鈕SB4，即可使這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止工作。在工作中，如果需操作升降電動(dòng)機(jī)做升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下點(diǎn)動(dòng)按鈕SB5或SB6即可升降；停止升降時(shí)，只要松開按鈕即可停止工作。如需操動(dòng)電磁工作臺(tái)時(shí)，把工件放在工作臺(tái)上，按下按鈕SB7后接觸器KM5吸合，從而把直流電110V電壓接入工作臺(tái)內(nèi)部

23、線圈中，使磁通與工件形成封閉回路因此就把工件牢牢地吸住，以便對(duì)工件進(jìn)行加工。當(dāng)按下SB8后，電磁工作臺(tái)便失去吸力。有時(shí)其本身存在剩磁，為了去磁可按下按鈕SB9，使接觸器KM6得電吸合，把反向直流電通入工作臺(tái)，進(jìn)行退磁，待退完磁后松開SB9按鈕即可將工件拿出。5.2 M7120型平面磨床的電氣原理圖306 M7120型平面磨床的電氣控制線路分析M7120型平面磨床電氣控制線路由主電路、控制電路、電磁吸盤控制電路和輔助電路四部分組成。6.1 主電路分析主電路中共有4臺(tái)電動(dòng)機(jī)。其中M1為液壓泵電動(dòng)機(jī)，用來(lái)拖動(dòng)工作臺(tái)和砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由KM1主觸點(diǎn)控制；M2為砂輪電動(dòng)機(jī)，用來(lái)帶動(dòng)砂輪做高速旋轉(zhuǎn)；M3為

24、冷卻泵電動(dòng)機(jī)，用以供給砂輪和磨削工件冷卻液，同時(shí)帶走磨削屑，保證磨削環(huán)境，同由KM2的主觸點(diǎn)控制；M4為砂輪箱升降電動(dòng)機(jī)，控制砂輪做上下垂直運(yùn)動(dòng)，由KM3、KM4的主觸點(diǎn)分別控制。FU1對(duì)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)和控制電路進(jìn)行短路保護(hù)，F(xiàn)R1、FR2、FR3分別對(duì)M1、M2、M3進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。砂輪升降電動(dòng)機(jī)因運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很短，所以不設(shè)置過(guò)載保護(hù)。6.2 控制電路分析 當(dāng)電源正常時(shí)，合上電源總開關(guān)QS1，電壓繼電器KV的常開觸點(diǎn)閉合，可進(jìn)行操作。6.2.1 液壓泵電動(dòng)機(jī)M1控制其控制電路位于7、8區(qū)。啟動(dòng)過(guò)程為：按下SB3KM1得電M1啟動(dòng)；停止過(guò)程為：按下SB2KM1失電M1停轉(zhuǎn)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中若M1過(guò)載，則FR1

25、常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，M1停轉(zhuǎn)，起到過(guò)載保護(hù)作用。6.2.2 砂輪電動(dòng)機(jī)M2的控制其控制電路位于9區(qū)、10區(qū)。啟動(dòng)過(guò)程為：按下SB5KM2得電M2啟動(dòng)；停止過(guò)程為：按下SB4KM2失電M2停轉(zhuǎn)。6.2.3 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3控制冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3通過(guò)接觸器KM2控制，因此M3于砂輪電動(dòng)機(jī)M2是聯(lián)動(dòng)控制。按下SB5時(shí)M3與M2同時(shí)啟動(dòng)，按下SB4時(shí)M3與M2同時(shí)停止。FR2與FR3的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)在KM2線圈回路中。M2、M3中任一臺(tái)過(guò)載時(shí)，相應(yīng)的熱繼電器動(dòng)作，都將使KM2線圈失電，M2、M3同時(shí)停止。6.2.4 砂輪升降電動(dòng)機(jī)控制 其控制電路位于11區(qū)、12區(qū)，采用點(diǎn)動(dòng)控制。砂輪上升控制過(guò)程為：按下SB6K

26、M3得電M4啟動(dòng)正轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪上升到預(yù)定位置時(shí)，松開SB6KM3失電M4停轉(zhuǎn)。砂輪下降控制過(guò)程為：按下SB7KM4得電M4啟動(dòng)反轉(zhuǎn)。當(dāng)砂輪下降到預(yù)定位置時(shí)，松開SB7KM4失電M4停轉(zhuǎn)。6.3電磁吸盤控制電路分析圖6-3 電磁吸盤的工作原理圖1-鋼制洗盤體 2-線圈 3-鋼制蓋板 4-隔磁層 5-工件電磁吸盤是固定加工工件的一種夾具。它是利用通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的特性吸牢鐵磁性材料的工件，便于磨削加工。電磁吸盤的內(nèi)部裝有凸起的磁極，磁極上繞有線圈。吸盤的面板也用鋼板制成，在面板和磁極之間填有絕磁材料。當(dāng)吸盤內(nèi)的磁極線圈通以直流電時(shí)，磁極和面板之間形成兩個(gè)磁極，既N極和S極，當(dāng)工件放在兩個(gè)磁極中間時(shí)，

27、使磁路構(gòu)成閉合回路，因此就將工件牢固地吸住。1、電磁吸盤的組成工作電路包括整流、控制和保護(hù)三個(gè)部分。整流部分由整流變壓器和橋式整流器VC組成，輸出110V直流電壓。2、電磁吸盤充磁的控制過(guò)程 按下SB9KM5得電（自鎖）YC充磁。3、電磁吸盤退磁的控制過(guò)程工件加工完畢需取下時(shí)，先按下SB8，切斷電磁吸盤的電源，由于吸盤和工件都有剩磁，所以必須對(duì)吸盤和工件退磁。退磁過(guò)程為：按下SB8、SB10KM6得電YC退磁，此時(shí)電磁吸盤線圈通入反向的電流，以消除剩磁。由于去磁時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)使工件和吸盤反向磁化，因此去磁采用點(diǎn)動(dòng)控制。松開SB10則去磁結(jié)束。 電磁吸盤是一個(gè)比較大的電感，當(dāng)線圈斷電瞬間，將會(huì)在線圈

28、中產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)。為防止自感電動(dòng)勢(shì)太高而破壞線圈的絕緣，在線圈兩端接有RC組成的放電回路，用來(lái)吸收線圈斷電瞬間釋放的磁場(chǎng)能量。當(dāng)電源電壓不足或整流變壓器發(fā)生故障時(shí)，吸盤的吸力不足，這樣在加工過(guò)程中，會(huì)使工件高速飛離而造成事故。為防止這種情況，在線路中設(shè)置了欠電壓繼電器KV，其線圈并聯(lián)在電磁吸盤電路中，其常開觸點(diǎn)串聯(lián)在控制線路中。當(dāng)電源電壓不足或?yàn)榱銜r(shí)，KV常開觸點(diǎn)斷開，使KM1、KM2斷電，液壓泵電動(dòng)機(jī)和砂輪電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，確保安全生產(chǎn)。6.4輔助電路分析輔助電路主要是信號(hào)指示和局部照明電路。其中，HL6為局部照明燈，由變壓器TC供電，工作電壓為24V，由手動(dòng)開關(guān)QS2控制。其信號(hào)燈也由TC

29、供電，工作電壓為6V。HL1為電源指示燈；HL2為M1運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL3為M2運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL4為M4運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈；HL5為電磁吸盤工作指示燈。7 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造電氣控制系統(tǒng)由PLC、電氣箱、控制箱、接線盒、行程開關(guān)、電磁鐵等組成的控制回路，用來(lái)控制工作臺(tái)、砂輪的運(yùn)動(dòng)、工件的夾緊等，使之按一定的工作程序來(lái)實(shí)現(xiàn)正常磨削循環(huán)。電氣控制系統(tǒng)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)密不可分。7.1 PLC簡(jiǎn)介可編程序控制器（PLC）從廣義上來(lái)說(shuō)也是一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，只不過(guò)它比計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相連的接口，具有更直接的適用于控制要求的編程語(yǔ)言。所以，它與一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，具有CPU、存儲(chǔ)器、I/0接口等部

30、。7.1.1 PLC的硬件系統(tǒng)典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖，如圖7-1所示。被 控 對(duì) 象開關(guān)輸入模塊采樣設(shè)備模擬量輸入塊開關(guān)量輸出快模擬量輸出塊其他模塊執(zhí)行裝置檢測(cè)裝置系 統(tǒng) 總 線主控模塊（CPU，內(nèi)存，用戶內(nèi)存，通信接口等）電源模塊編 程 器計(jì)算機(jī)可接終端或外圍設(shè)備PLC圖7.1.1PLC控制系統(tǒng)硬件組成框圖PLC控制系統(tǒng)的硬件是由PLC、輸入/輸出(I/O)電路及外圍設(shè)備組成的。系統(tǒng)的規(guī)?？筛鶕?jù)實(shí)際應(yīng)用的需要而定，可大可小。1、主控模塊包括CPU、內(nèi)存、通訊接口等部分。2、輸入/輸出模塊：對(duì)于輸入/輸出模塊有:數(shù)字量輸入/輸出模塊、開關(guān)量輸入/輸出模塊、模擬量輸入/輸出模塊、交流

31、量輸入/輸出模塊、220V交流量輸入/輸出模塊。還有智能模塊。3、源模塊：該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成供CPU內(nèi)存等所需的直流電源，是整個(gè)PLC系統(tǒng)的能源供給中心。4、I/O電路：PLC的基本功能就是控制，它采集被控對(duì)象的各種信號(hào)。經(jīng)過(guò)PLC處理后，通過(guò)執(zhí)行裝置實(shí)現(xiàn)控制。輸入電路就是對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行監(jiān)測(cè)、采集、轉(zhuǎn)換和輸入。另外，安裝在控制臺(tái)上的按鈕、開關(guān)等也可以向PIC送控制指令。輸出電路的功能就是接受PIC輸出的控制信號(hào)，對(duì)被控對(duì)象執(zhí)行控制任務(wù)。5、PLC外圍設(shè)備：常用的有編程器、可編程終端、打印機(jī)、條形碼讀入機(jī)等等。7.1.2 PLC的軟件系統(tǒng)及軟元件介紹PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是有系統(tǒng)軟件、應(yīng)用

32、軟件、編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必需的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持下，PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行逐條解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開始新一輪的掃描。PLC的這種工作方式就成為循環(huán)掃描。但在PLC中，由于采用的是循環(huán)掃描的工作方式，所以只有掃描到“線圈”的觸點(diǎn)是，才會(huì)有動(dòng)，沒(méi)有掃描到時(shí)，觸點(diǎn)就不會(huì)動(dòng)作。并且PLC掃描一次用戶程序的時(shí)間周期長(zhǎng)短與用戶的長(zhǎng)短和掃描速度有關(guān)。FX2NPLC中有眾多類型的軟元件，具體軟元件介紹如下： FX2N系列PLC軟元件一覽表軟元件簡(jiǎn)稱元件。將PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器的每一個(gè)存儲(chǔ)單元均稱為元件，各個(gè)元件與PLC的監(jiān)控

33、程序、用戶的應(yīng)用程序合作，會(huì)產(chǎn)生或模擬出不同的功能。當(dāng)元件產(chǎn)生的是繼電器功能時(shí)，稱這類元件為軟繼電器，簡(jiǎn)稱繼電器，它不是物理意義上的實(shí)物器件，而是一定的存儲(chǔ)單元與程序的結(jié)合產(chǎn)物。后面介紹的各類繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器都指此類軟元件。元件的數(shù)量及類別是由PLC監(jiān)控程序規(guī)定的，它的規(guī)模決定著PLC整體功能及數(shù)據(jù)處理的能力。我們?cè)谑褂肞LC時(shí)，主要查看相關(guān)的操作手冊(cè)。表1-3表示FX2N系列PLC軟元件一覽表。表7.1.2FX2N系列PLC軟元件一覽表型號(hào)元件FX2N-16MFX2N-32MFX2N-48MFX2N-64MFX2N-80MFX2N-128M擴(kuò)展時(shí)輸入繼器XX0X0078點(diǎn)X0X0171

34、6點(diǎn)X0X02724點(diǎn)X0X03732點(diǎn)X0X04740點(diǎn)X0X07764點(diǎn)X0X267184點(diǎn)合計(jì)256點(diǎn)輸出繼器YY0Y0078點(diǎn)Y0Y01716點(diǎn)Y0Y02724點(diǎn)Y0Y03732點(diǎn)Y0Y04740點(diǎn)Y0Y07764點(diǎn)Y0Y267184點(diǎn)輔助繼器M【M0M499】500點(diǎn)一般用【M500M1023】524點(diǎn)保持用【M1024M3071】2038點(diǎn)保持用【M8000M8255】256特殊用狀態(tài)繼器S【S0S499】500點(diǎn)一般用【S500S899】400點(diǎn)保持用【S900S999】100點(diǎn)特殊用定時(shí)器T【T0T99】100點(diǎn)100 ms子程序用T192T199【T200T245】46點(diǎn)10

35、 ms【T246T249】4點(diǎn)1 ms累積【T250T255】6點(diǎn)100 ms累積計(jì)數(shù)器C16位增量計(jì)數(shù)器32位可逆計(jì)數(shù)器32位高速可逆計(jì)數(shù)器【C0C99】100點(diǎn)一般用【C100C199】100點(diǎn)保持用【C200C219】20點(diǎn)一般用【C220C234】15點(diǎn)保持用【C235C245】1相1輸入【C246C250】1相2輸入【C251C255】2相輸入數(shù)據(jù)寄存器D、V、Z【D00D199】200點(diǎn)一般用【D200D511】312點(diǎn)保持用【D512D7999】7488點(diǎn)保持用D1000后可以設(shè)定做文件寄存器使用【D8000D8195】256點(diǎn)特殊用【V7V0】【Z7Z0】16點(diǎn)變址用嵌套指針【

36、N0N7】8點(diǎn)主控用【P0P127】128點(diǎn)跳躍、子程序用、分支式指針【I00*I50*】6點(diǎn)輸入中斷用指針【I6*I8*】3點(diǎn)定時(shí)器中斷用指針I(yè)010I060】6點(diǎn)計(jì)數(shù)器中斷用指針常數(shù)K16位：-327683276732位：-21474836482147483647常數(shù)H16位：0FFFFH32位：0FFFFFFFH輸入繼電器是PLC中用來(lái)專門存儲(chǔ)系統(tǒng)輸入信號(hào)的內(nèi)部虛擬繼電器。它又被稱為輸入的映像區(qū)，它可以有無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，在PLC編程中可以隨意使用。這類繼電器的狀態(tài)不能用程序驅(qū)動(dòng)，只能用輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)。FX系列PLC的輸入繼電器采用八進(jìn)制編號(hào)。FX2N系列PLC帶擴(kuò)展時(shí)，輸入繼電器

37、最多可達(dá)184點(diǎn)，其編號(hào)為X0X7、X10X17、X260X267。(2)輸出繼電器（Y）輸出繼電器是PLC中專門用來(lái)將運(yùn)算結(jié)果信號(hào)經(jīng)輸出接口電路及輸出端子送達(dá)并控制外部負(fù)載的虛擬繼電器。它在PLC內(nèi)部直接與輸出接口電路相連，它有無(wú)數(shù)個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)與動(dòng)斷觸點(diǎn)，這些動(dòng)合與動(dòng)斷觸點(diǎn)可在PLC編程時(shí)隨意使用。外部信號(hào)無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)輸出繼電器，它只能用程序驅(qū)動(dòng)。FX系列PLC的輸出繼電器采用八進(jìn)制編號(hào)。FX2N系列PLC帶擴(kuò)展時(shí)，輸出繼電器最多可達(dá)184點(diǎn)，其編號(hào)為Y0Y267。內(nèi)部輔助繼電器(M)PLC內(nèi)有很多輔助繼電器,輔助繼電器的線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器的動(dòng)合和動(dòng)

38、斷觸點(diǎn)使用次數(shù)不限，在PLC內(nèi)可以自由使用。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須由輸出繼電器執(zhí)行。在邏輯運(yùn)算中經(jīng)常需要一些中間繼電器作為輔助運(yùn)算用。這些元件不直接對(duì)外輸入、輸出，但經(jīng)常用作狀態(tài)暫存、移位運(yùn)算等。它的數(shù)量比軟元件X、Y多。內(nèi)部輔助繼電器中還有一類特殊輔助繼電器，它有各種特殊功能，如定時(shí)時(shí)鐘、進(jìn)/借位標(biāo)志、啟動(dòng)/停止、單步運(yùn)行、通信狀態(tài)、出錯(cuò)標(biāo)志等。FX2N系列PLC的輔助繼電器按照其功能分成以下三類。a.通用輔助繼電器M0M499（500點(diǎn)）。通用輔助繼電器元件是按十進(jìn)制進(jìn)行編號(hào)的，F(xiàn)X2N系列PLC有500點(diǎn)，其編號(hào)為M0M499。b.斷電保持輔助繼電器M50

39、0M1023（524點(diǎn)）。PLC在運(yùn)行中發(fā)生停電，輸出繼電器和通用輔助繼電器全部成斷開狀態(tài)。再運(yùn)行時(shí)，除去PLC運(yùn)行時(shí)就接通的以外，其它都斷開。但是，根據(jù)不同控制對(duì)象要求，有需要些控制對(duì)象保持停電前的狀態(tài)，并能在再運(yùn)行時(shí)再現(xiàn)停電前的狀態(tài)情形。斷電保持輔助繼電器完成此功能，停電保持由PLC內(nèi)裝的后備電池支持。c.特殊輔助繼電器M8000M8255（256點(diǎn)）。這些特殊輔助繼電器各自具有特殊的功能，一般分成兩大類。一類是只能利用其觸點(diǎn)，其線圈由PLC自動(dòng)驅(qū)動(dòng)。例如：M8000（運(yùn)行監(jiān)視）、M8002（初始脈沖）、M8013（1s 時(shí)鐘脈沖）。另一類是可驅(qū)動(dòng)線圈型的特殊輔助繼電器，用戶驅(qū)動(dòng)其線圈后，

40、PLC做特定的動(dòng)作。例如，M8033指PLC停止時(shí)輸出保持，M8034是指禁止全部輸出，M8039是指定時(shí)掃描。(4)內(nèi)部狀態(tài)繼電器（S）狀態(tài)繼電器是PLC在順序控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)控制的重要內(nèi)部元件。它與后面介紹的步進(jìn)順序控制指令STL組合使用，運(yùn)用順序功能圖編制高效易懂的程序。狀態(tài)繼電器與輔助繼電器一樣，有無(wú)數(shù)的動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)，在順控程序內(nèi)可任意使用。狀態(tài)繼電器分成四類，其編號(hào)及點(diǎn)數(shù)如下：初始狀態(tài)：S0S9（10點(diǎn)）；回零：S10S19（10點(diǎn)）；通用：S20S499（480點(diǎn)）；保持：S500S899（400點(diǎn)）；報(bào)警：S900S999（100點(diǎn)）。內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)器在PLC中相當(dāng)于一個(gè)時(shí)間

41、繼電器，它有一個(gè)設(shè)定值寄存器（一個(gè)字）、一個(gè)當(dāng)前值寄存器（字）以及無(wú)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)（位）。對(duì)于每一個(gè)定時(shí)器，這三個(gè)量使用同一個(gè)名稱，但使用場(chǎng)合不一樣，其所指的也不一樣。通常在一個(gè)可編程控制器中有幾十個(gè)至數(shù)百個(gè)定時(shí)器，可用于定時(shí)操作。內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器是PLC重要內(nèi)部部件，它是在執(zhí)行掃描操作時(shí)對(duì)內(nèi)部元件X、Y、M、S、T、C的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作。計(jì)數(shù)器的動(dòng)合、動(dòng)斷觸點(diǎn)可以無(wú)限使用。數(shù)據(jù)寄存器（D）可編程控制器用于模擬量控制、位置控制、數(shù)據(jù)I/O時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)參數(shù)及工作數(shù)據(jù)。這類寄存器的數(shù)量隨著機(jī)型不同而不同。每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是16位，其中最高位為符號(hào)位，可以用兩

42、個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來(lái)存放32位數(shù)據(jù)（最高位為符號(hào)位）。a.通用數(shù)據(jù)寄存器D0D199。只要不寫入數(shù)據(jù)，則數(shù)據(jù)將不會(huì)變化，直到再次寫入。這類寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，一旦PLC狀態(tài)由運(yùn)行（RUN）轉(zhuǎn)成（STOP）時(shí)全部數(shù)據(jù)均清零。b.停電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200D7999。除非改寫，否則數(shù)據(jù)不會(huì)變化。即使PLC狀態(tài)變化或斷電，數(shù)據(jù)仍可以保持。c.特殊數(shù)據(jù)寄存器D8000D8255。這類數(shù)據(jù)寄存器用于監(jiān)視PLC內(nèi)各種元件的運(yùn)行方式用，其內(nèi)容在電源接通（ON）時(shí)，寫入初始化值（全部清零，然后由系統(tǒng)ROM安排寫入初始值）。d.文件寄存器D1000D7999。文件寄存器實(shí)際上是一類專用數(shù)據(jù)寄存器，用于存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)

43、，例如采集數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算器數(shù)據(jù)、多組控制參數(shù)等。其數(shù)量由CPU的監(jiān)視軟件決定。在PLC運(yùn)行中，用BMOV指令可以將文件寄存器中的數(shù)據(jù)讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。內(nèi)部指針（P、I） 內(nèi)部指針是PLC在執(zhí)行程序時(shí)用來(lái)改變執(zhí)行流向的元件。它有分支指令專用指針P和中斷用指針I(yè)兩類。a.分支指令專用指針P0P63。指針在應(yīng)用時(shí)，要與相應(yīng)的應(yīng)用指令CJ、CALL、FEND、SRET及END配合使用，P63為結(jié)束跳轉(zhuǎn)使用。b.中斷用指針I(yè)。 中斷用指針是應(yīng)用指令I(lǐng)RET中斷返回、EI開中斷、DI關(guān)中斷配合使用的指令。7.1.3 三菱PLC的工作原理（1）三菱PLC的工作方式：采用

44、循環(huán)掃描方式。在三菱PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。注意：由于三菱PLC是掃描工作過(guò)程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映象寄存器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。循環(huán)掃描過(guò)程如下：（2）三菱PLC工作過(guò)程：主要分為內(nèi)部處理、通信操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。1）內(nèi)部處理階段：在此階段，三菱PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器，以及完成一些其它內(nèi)部工作。2）通信服務(wù)階段在此階段，三菱PLC與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等，當(dāng)三菱PLC處于停狀態(tài)

45、時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)容處理和通信操作等內(nèi)容。3）三菱PLC輸入處理輸入處理也叫輸入采樣。在此階段順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新，接著進(jìn)入程序的執(zhí)行階段。4）三菱PLC程序執(zhí)行根據(jù)三菱PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。若用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，三菱PLC從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對(duì)應(yīng)映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中。5）三菱PLC輸出

46、處理程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。（3）三菱PLC的運(yùn)行方式：1）三菱PLC運(yùn)行工作模式當(dāng)處于運(yùn)行工作模式時(shí)，三菱PLC要進(jìn)行從內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序處理、輸出處理，然后按上述過(guò)程循環(huán)掃描工作。在運(yùn)行模式下，三菱PLC通過(guò)反復(fù)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，為了使三菱PLC的輸出及時(shí)地響應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是不斷地重復(fù)執(zhí)行，直至三菱PLC停機(jī)或切換到STOP工作模式。注：三菱PLC的這種周而復(fù)始

47、的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。2）停止模式當(dāng)處于停止工作模式時(shí)，三菱PLC只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)等內(nèi)容。7.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般流程PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比較，組件的選擇代替了原來(lái)的器件選擇，程序設(shè)計(jì)代替了原來(lái)的邏輯電路設(shè)計(jì)。1、根據(jù)工藝流程分析控制要求，明確控制任務(wù)，擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來(lái)確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)。工藝流程的特點(diǎn)和要求是開發(fā)PLC控制系統(tǒng)的主要依據(jù)，所以必須詳細(xì)分析、認(rèn)真研究，從而明確控制任務(wù)和范圍。如需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作時(shí)順、動(dòng)作條件，相關(guān)的保護(hù)和聯(lián)鎖等）和應(yīng)具備的操作方式（手動(dòng)、自

48、動(dòng)、連續(xù)、單周期，單步等）。2、確定所需的用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），估算PLC的I/O點(diǎn)數(shù)；分析控制對(duì)象與PLC之間的信號(hào)關(guān)系，信號(hào)性質(zhì)，根據(jù)控制要求的復(fù)雜程度，控制精度估算PLC的用戶存儲(chǔ)器容量。3、選擇PLC。PLC是控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用，PLC的選擇包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。選擇PLC的依據(jù)是輸入輸出形式與點(diǎn)數(shù)，控制方式與速度、控制精度與分辨率，用戶程序容量。4、分

49、配、定義PLC的I/O點(diǎn)，繪制I/O連接圖。根據(jù)選用的PLC所給定的元件地址范圍（如輸入、輸出、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器。數(shù)據(jù)區(qū)等），對(duì)控制系統(tǒng)使用的每一個(gè)輸入、輸出信號(hào)及內(nèi)部元件定義專用的信號(hào)名和地址，在程序設(shè)計(jì)中使用哪些內(nèi)部元件，執(zhí)行什么功能格都要做到清晰，無(wú)誤。5、PLC控制程序設(shè)計(jì)。包括設(shè)計(jì)梯形圖、編寫語(yǔ)句表、繪制控制系統(tǒng)流程圖?？刂瞥绦蚴强刂普麄€(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常，安全?？煽康年P(guān)鍵，因此，控制程序的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試。修改，直到滿足要求為止。6、控制柜（臺(tái)）設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。在進(jìn)行控制程序設(shè)計(jì)的同時(shí)，可進(jìn)行硬件配備工作，主要包括強(qiáng)電設(shè)備的安裝、控制柜（臺(tái)）的設(shè)計(jì)與制

50、作、可編程序控制器的安裝、輸入輸出的連接等。在設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，必須在控制線路設(shè)計(jì)完成后，才能進(jìn)行控制柜（臺(tái)）設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工?？梢?jiàn)，采用PLC控制系統(tǒng)，可以使軟件設(shè)計(jì)與硬件配備工作平行進(jìn)行，縮短工程周期。如果需要的話，尚需設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜、模擬顯示盤和非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件。7、試運(yùn)行、驗(yàn)收、交付使用，并編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件包括說(shuō)明書、設(shè)計(jì)說(shuō)明書和使用說(shuō)明書、電器圖及電器元件明細(xì)表等。7.3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求傳統(tǒng)的電器圖，一般包括電器原理圖、電器布置圖及電器安裝圖。在PLC控制系統(tǒng)中，這一部分圖可以統(tǒng)稱為“硬件圖”。它在傳統(tǒng)電器圖的基礎(chǔ)上增加了PLC部分，因此在電器原理圖中應(yīng)增加PLC的I/O連接圖。此外，在